400100710011-Bitki Hücre Biyolojisi
Prof. Dr. Ali ERGÜL
Ankara Üniversitesi, Biyoteknoloji Enstitüsü
http://biotek.ankara.edu.tr/
HAFTA-1 Bitki Hücre Biyolojisine Giriş-Bitki Hücre Biyolojisinde Temel Kimya Prensipleri HAFTA-2 Biyomoleküller
HAFTA-3 Hücresel Membranların Yapısı ve Fonksiyonları, Subcellular (Hücre içi) Organellerin Yapısı ve Fonksiyonları
HAFTA-4 Biyomoleküllerin Membranlar Arası Hareketi-I HAFTA-5 Biyomoleküllerin Membranlar Arası Hareketi-II HAFTA-6 Bitkilerde Mitoz-Mayoz Bölünme
HAFTA-7 Mendel Genetiği-I HAFTA-8 Mendel Genetiği-II HAFTA-9 Protein Sentezi-I HAFTA-10 Protein Sentezi-II
HAFTA-11 Kloroplast, Mitokondriyal Protein Sentezi HAFTA-12 Fotosentez
HAFTA-13 Bitki Hormonları HAFTA-14 Sinyal İletimi
HAFTA 1: BİTKİ HÜCRE
BİYOLOJİSİNE GİRİŞ-BİTKİ HÜCRE BİYOLOJİSİNDE TEMEL
KİMYASAL PRENSİPLER
Bitki Hücre Biyolojisi Nedir?
•Hücre biyolojisi, hücrenin mikroskopik ve biyokimyasal seviyede form ve fonksiyonlarına ait bilim dalıdır. Hücre biyolojisi; mikroskop, biyokimya ve immunoloji ve bazı moleküler genetik konularını kapsamaktadır.
Hücre Biyolojisi araştırma konuları:
•Biyomoleküllerin kimyasal ve fonksiyonel açıdan araştırılması
•Hücre ve hücre organları
•Membranlar arası makromoleküllerin hareketi
•Mitoz mayoz bölünme
•Metabolizma
•Fotosentez
•Hücre sinyal mekanizmaları
Hücre Biyolojisinde Araştırma Metodları
• Bitki hücre biyolojisinde, immünoloji ve mikroskop alanlarının birlikteliği ile oluşan immünositokimyasal ve immünoelektron mikroskopi uygulamaları özellikle hücre antijenlerinin araştırılmasında kullanılmaktadır.
• Bununla birlikte immünomikroskopik metodlar özellikle mitoz mayoz araştırılmalarında yaygındır. Biyokimyasal yöntemler ise hücrelerin ve hücrede bulunan organellerin fonksiyonların ve kimyasal içeriklerinin belirlenmesinde araştırmacılar bakımından sıklıkla kullanılmaktadır.
Hücre Biyolojisinde Araştırma Metodları
• Hücre biyolojisi bilgileri, moleküler şekiller, çeşitli videolar için Cellbio (www.cellbio.com) internet sayfasından yararlanılabilir.
• Bununla birlikte diğer bazı internet kaynakları aşağıda verilmiştir:
1. www. nature. com
2. www.trends.com/tcb/default/htm
3. www.mcb.harvard.edu/biolinks.html.
4. www.ingenta.com/journals/browse/urban
Atom ve Periyodik Cetvel
• Birçok kimyasal prensip bitki hücre biyolojisini anlamada büyük önem taşımaktadır. Kimya, araştırmaların asıl maddesini oluşturmaktadır. Madde denilen terim ise kütle ve hacime sahip dokunulabilir, görülebilir ve koklanabilir özelliktedir.
• Bilindiği üzere maddenin 3 temel hali bulunmaktadır;
Katı
Sıvı
Gaz
Atom ve Periyodik Cetvel
• Elementin ana maddesi atomdur. Atom proton nötron ve elektronlardan oluşmaktadır. Atomun çekirdeğinde bulunan proton sayısı atomu tanımlamamızı sağlamaktadır. Bilinen tüm atomlar içerdikleri proton sayısına göre kimyasal sembol ve isime sahiptirler.
• Şimdiye kadar tanımlanan tüm elementler içerdikleri özelliklere göre Periyodik Cetvel’ de toplanmışlardır. Bu Periyodik Cetvel tablosu elementler hakkında geniş bilgiler sunmaktadır.
Atom ve Periyodik Cetvel
• Periyodik cetvel tablosunda her bir hücrede yer alan elementin üstünde yazılı olan rakam o elementin atomik sayısını vermektedir.
• Örneğin Hidrojen elementinin atomik sayısı 1’ dir. Bu durum Hidrojen elementinin çekirdeğindeki proton sayısı 1 olduğunu göstermektedir.
• Periyodik Cetvel Tablosunda bu atomik sayının altında ise her bir elemente ait kimyasal sembol yer almaktadır.Örneğin Hidrojen atomunun kimyasal sembolü H’ dır.
• Periyodik Cetvel Tablosunun en altında ise her bir elementin atomik ağırlığı yer almaktadır.
Atom ve Periyodik Cetvel
Kimyasal Bağlar
• Atomları bir arada tutan, çekim kuvveti oluşturan bağlar kimyasal bağlar olarak bilinmektedir.
• Kimyasal bağların oluşmasında atomun Valens adı verilen dış yörünge elektronları önemlidir. Bu durum Lewis Bağ Teorisi olarak bilinmektedir.
• Atomlar arasında elektron transferinin gerçekleşmesi sonucu iyonik bağlar oluşmaktadır.
• Atomlar arasında elektronların ortaklaşa kullanılması ile kovalent bağlar oluşmaktadır.
• Oluşan bağ uzunluğu kovalent bağa sahip iki atom çekirdeği arasındaki uzaklıktır.
• Atomlar arasındaki kovalent bağın kırılması için gerekli olan enerji ise Bağ enerjisi olarak bilinmektedir.
Difüzyon ve Osmotik Basınç
• Sıvı ve gaz molekülleri her daim hareket halinde olan moleküllerdir.
Gaz moleküllerinde moleküller arası uzaklık fazla olup, bu nedenle gaz molekülleri birbirleri ile direkt temas halinde değildirler. Sıvı moleküller ise tam tersi özelliktedir, moleküller birbiri ile direkt ilişki halindedir.
• Buradan hareketle gaz moleküllerinin aralarındaki uzaklığın fazla olması nedeni ile gaz molekülleri sıvı moleküllere oranla daha hızlı hareket etme özelliğine sahiptirler.
Difüzyon ve Osmotik Basınç
• Moleküllerin bir yerden diğer yere rastgele kinetik hareketleri süreci Difüzyon olarak bilinmektedir. Difüzyon olayı sıvı moleküllerinde yavaş iken, gaz moleküllerinde hızlıdır.
• Eğer bir yerin konsantrasyon gradienti diğer yere oranla daha fazla ise o zaman difüzyon olayı konsantrasyonu yüksek olan yerden diğer yere doğru meydana gelmektedir.
• Buradaki amaç konsantrasyonun eşitlenmesidir.
Difüzyon ve Osmotik Basınç
• Başınç sıcaklık ve çözünürlük konsantrasyonundaki değişikler Difüzyonu etkilemektedir. Basınç artışı olan yerde difüzyon, düşük başınç alanına doğru hareket etmektedir.
• Biyolojik sistemlerde farklı konsantrasyona sahip alanlar genellikle yarı geçirgen membranlar ile ayrılmıştır.
Ders Kapsamında Yararlanılan Kaynaklar
1. Hücrenin Moleküler Biyolojisi, 2008, Alberts ve ark. ISBN:
9789944252225.
2. Plant Biology (Editors: A.J. Lack and D.E. Evans) 2001. School of Biological and Molecular Sciences, Oxford Brookes University, Oxford, UK.)
3. Plant Cell Biology (Editors: William V. Dashek, Marcia Harrison) 2006.
4. Regulation of Gene Expression in Plants The Role of Transcript Structure and Processing (Editors:Carole L.Bassett).
